A tecnulugia di l'informatica quantistica hè una nova tecnulugia di l'infurmazione basata nantu à a meccanica quantistica, chì codifica, calcula è trasmette l'infurmazione fisica cuntenuta insistema quantum.U sviluppu è l'applicazione di a tecnulugia di l'informatica quantistica ci portanu à l'"età quantistica", è rializà una efficienza di travagliu più altu, metudi di cumunicazione più sicuri è un stile di vita più còmode è verde.
L'efficienza di a cumunicazione trà i sistemi quantum dipende da a so capacità di interagisce cù a luce.Tuttavia, hè assai difficiuli di truvà un materiale chì pò prufittà pienamente di e proprietà quantum di l'otticu.
Recentemente, una squadra di ricerca di l'Istitutu di Chimica di Parigi è l'Istitutu di Tecnulugia di Karlsruhe hà dimustratu inseme u putenziale di un cristallu moleculare basatu in ioni d'europium di terra rara (Eu³ +) per l'applicazioni in sistemi quantistici di l'ottica.Anu trovu chì l'emissione di larghezza di linea ultra-stretta di stu cristallu moleculare Eu³ + permette una interazione efficace cù a luce è hà un valore impurtante incumunicazione quantisticaè l'informatica quantistica.
Figura 1: cumunicazione quantistica basata nantu à i cristalli molecolari d'europium di terra rara
I stati quantichi ponu esse superposti, cusì l'infurmazioni quantum ponu esse superimposti.Un qubit unicu pò rapprisintà simultaneamente una varietà di stati diffirenti trà 0 è 1, chì permettenu e dati per esse processati in parallelu in batch.In u risultatu, u putere di computing di l'informatica quantistica aumenterà in modu esponenziale cumparatu cù l'urdinatori digitali tradiziunali.Tuttavia, per fà operazioni di calculu, a superposizione di qubits deve esse capace di persiste in modu stabile per un periudu di tempu.In a meccanica quantistica, stu periodu di stabilità hè cunnisciutu cum'è a vita di coherenza.I spins nucleari di molécule cumplessi ponu ottene stati di superposizione cù una longa vita secca perchè l'influenza di l'ambiente nantu à i spins nucleari hè efficacemente protetta.
Ioni di terra rara è cristalli moleculari sò dui sistemi chì sò stati utilizati in a tecnulugia quantistica.I ioni di terra rara anu eccellenti proprietà ottiche è spin, ma sò difficiuli di esse integratidispusitivi ottici.I cristalli moleculari sò più faciuli d'integrazione, ma hè difficiule di stabilisce una cunnessione affidativa trà spin è luce perchè e bande di emissioni sò troppu largu.
I cristalli molecolari di terra rara sviluppati in stu travagliu combinanu bè i vantaghji di i dui in chì, sottu eccitazione laser, Eu³ + pò emette fotoni chì portanu infurmazioni nantu à u spin nucleare.Attraversu esperimenti laser specifichi, una interfaccia di spin otticu / nucleare efficiente pò esse generata.In questa basa, i circadori anu realizatu ancu l'indirizzu di u spinu nucleare, u almacenamentu coerente di i fotoni, è l'esekzione di a prima operazione quantistica.
Per l'informatica quantistica efficiente, sò generalmente richiesti multipli qubits intricati.I circadori anu dimustratu chì l'Eu³ + in i cristalli molecolari sopra ponu ottene un entanglement quantisticu per mezu di l'accoppiamentu di u campu elettricu, permettendu cusì u processu di l'infurmazione quantistica.Perchè i cristalli molecolari cuntenenu parechji ioni di terra rara, densità di qubit relativamente elevate ponu esse ottenute.
Un altru requisitu per l'informatica quantistica hè l'indirizzabilità di i qubits individuali.A tecnica d'indirizzu otticu in questu travagliu pò migliurà a velocità di lettura è impedisce l'interferenza di u signale di u circuitu.Paragunatu à studii precedenti, a coerenza ottica di i cristalli molecolari Eu³ + riportati in stu travagliu hè migliurata da circa mille volte, in modu chì i stati di spin nucleari ponu esse manipulati otticamente in modu specificu.
I signali ottici sò ancu adattati per a distribuzione di l'infurmazioni quantistica à longa distanza per cunnette l'urdinatori quantistici per a cumunicazione quantistica remota.Puderia esse più cunsiderata à l'integrazione di novi cristalli molecolari Eu³ + in a struttura fotonica per rinfurzà u signale luminoso.Stu travagliu usa molécule di terra rara cum'è a basa per l'Internet quantum, è face un passu impurtante versu l'architetture di cumunicazione quantistica futura.
Tempu di posta: 02-Jan-2024